JP3564477B2 - 一端封止型白熱電球 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一端封止型白熱電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、スタジオ照明、舞台照明、一般照明などの分野においては、一端封止型白熱電球が広く光源として用いられており、これより放射された光を所望の方向へ投射するために凹面反射鏡と組み合わせて用いられている。
【０００３】
図７は、従来の一端封止型白熱電球の一例を示す説明図であり、図８は、図７の構成における発光フィラメント部分を示す部分拡大図である。
この一端封止型白熱電球は、一端にピンチシール部１１、他端に排気管残部１２が形成されたガラスバルブ１０と、当該ガラスバルブ１０内において、当該ガラスバルブ１０の図で上下方向に伸びる管軸に対して直交する方向（図で左右方向）に伸びるコイル軸を有するフィラメントコイル１４と、前記ピンチシール部１１内に基端部が埋設されてガラスバルブ１０内に伸び、各先端部にフィラメントコイル１４の両端が接続された一対の内部リード棒１５とを有する。１６は内部リード棒１５に固着されたガラス片、１７はガラス片１６に保持されたアンカー、１８はピンチシール部１１に装着されたセラミックベース、１９はセラミックベース１８から突出するリードピンである。
フィラメントコイル１４は、高い発光強度が得られることから、通常、フィラメント用素線をコイル状に巻回したシングルコイル状の１次コイルを更にコイル状に巻回してなるダブルコイル状の２次コイルである。
【０００４】
しかしながら、このような構成の一端封止型白熱電球においては、これより放射される光の強度分布について、次のような問題点があることが判明した。
図９は、図７に示した一端封止型白熱電球を矢印Ａの方向から見た説明図であるが、ダブルコイル状のフィラメントコイル１４の２次コイルのコイル軸に対して直角方向である０°および１８０°の方向に放射される光の強度は十分であっても、当該フィラメントコイル１４の２次コイルのコイル軸の方向である９０°および２７０°の方向に放射される光の強度が低く、フィラメントコイル１４の２次コイルのコイル軸を含む平面内の全周方向における光の強度分布に大きな不均衡が生じてしまう。
【０００５】
実際、図８に示された構成のダブルコイル状の発光フィラメントを具えてなる、定格電圧１００Ｖ、定格電力２ＫＷの一端封止型白熱電球について、下記の測定条件で照度の測定を行ったところ、図１０に示す照度分布図が得られた。
【０００６】
この測定は、上記の一端封止型白熱電球を点灯させ、ダブルコイル状の発光フィラメントの２次コイルのコイル軸を含むガラスバルブの管軸に対して直角な平面内において、一端封止型白熱電球からの離間距離が１ｍの位置における照度の測定を一端封止型白熱電球の全周について実施した。照度計としては、照度計「デジタル照度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いた。
上記測定によって得られた照度分布図においては、図９に示したように、一端封止型白熱電球の正面方向が０°、発光フィラメントの２次コイルのコイル軸の方向が９０°と２７０°である。また、得られた測定値の最高値を１００％として、他の測定値を相対的に表した。
【０００７】
図１０から明らかなように、この一端封止型白熱電球によれば、ダブルコイル状の発光フィランメントの２次コイルのコイル軸の方向である９０°および２７０°の方向における照度が約４５％と極端に低くなっており、最大の照度（３０°および２１０°付近）と最小の照度との差が大きく、そのために照度の均質性が非常に低いことが明らかである。
然るに、スタジオ照明、舞台照明などの照明装置においては、照明光に高い均質性が要求されており、従って、上記のような構成の一端封止型白熱電球では、そのような要求を十分に満たすことができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ガラスバルブの全周方向において均質性の高い強度分布で光を放射することができる一端封止型白熱電球を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一端封止型白熱電球は、一端にピンチシール部が形成されたバルブを具え、前記ピンチシール部からバルブ内に伸びる一対の内部リード棒によって発光フィラメントが保持された一端封止型白熱電球において、
前記発光フィラメントは、２次コイルのコイル軸がバルブの管軸に対して直交する方向に伸びる、１次コイルを更にコイル状に巻回したダブルコイル状の第１フィラメントと、当該第１フィラメントの両端に各々の一端が接続された一対の、フィラメント用素線をコイル状に巻回した第２フィラメントとよりなり、
当該第２フィラメントの各々は、第１フィラメントの２次コイルのコイル軸方向の両側の位置において当該第１フィラメントの２次コイルの径方向に伸び、かつ当該第２フィラメントの他端が前記内部リード棒に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
上記のような構成の一端封止型白熱電球によれば、発光フィラメントが、ダブルコイル状の第１フィラメントとシングルコイル状の一対の第２フィラメントとよりなり、第２フィラメントが、各々、第１フィラメントの２次コイルのコイル軸方向の両側の位置において当該第１フィラメントの２次コイルの径方向に伸びる構成とされていることにより、一対の第２フィラメントが側方発光部として寄与し、第１フィラメントのコイル軸方向に光が放射されるため、バルブの管軸に対して直角な平面内の全周方向において強度分布の均質性の高い照明を達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の一端封止型白熱電球においては、例えば図７に示したものと同様に、一端にピンチシール部、他端に排気管残部が形成さたガラスバルブを具え、このガラスバルブ内に、下記の特定の構成による発光フィラメントが配置されて一端封止型白熱電球が構成される。
【００１３】
図１は、本発明の一端封止型白熱電球における発光フィラメントの一例の構成を示す説明用正面図であり、図２は、図１の構成における発光フィラメント部分を示す部分側面図である。
この例においては、ガラスバルブの管軸に対して直交する方向（図で左右方向）に伸びるコイル軸を有するコイル状の第１フィラメント２０と、当該第１フィラメント２０の両端に、各々その一端が接続された２つの第２フィラメント２１とにより発光フィラメントが構成されている。第２フィラメント２１の各々は、第１フィラメント２０の２次コイルの中心軸、すなわちコイル軸の延長上において、当該コイル軸と直角に交わるよう、すなわち第１フィラメントの２次コイルのコイル軸と直角に交わる平面内において直線状に、ガラスバルブの管軸と平行な状態に配設され、その全長は第１フィラメント２０の２次コイルの外径と同等とされている。
【００１４】
上記の発光フィラメントは、例えばタングステンよりなるフィラメント用素線を巻回して得られるシングルコイル状の１次コイルを、更にコイル状に巻回してダブルコイル状の２次コイルとして第１フィラメント２０を形成し、この第１フィラメント２０に連続する部分として、ダブルコイル状に巻回していないシングルコイル状の１次コイルをそのまま用いて、特定の長さの第２フィラメント２１を形成することにより、構成することができる。
【００１５】
そして、第２フィラメント２１の各他端には、素線部２３を介して連結用コイル２２が形成されており、この連結用コイル２２が内部リード棒２４と接続されている。
【００１６】
具体的には、連結用コイル２２は上記の１次コイルがそのままの形態で用いられたシングルコイル状であり、その内部に内部リード棒２４の一端部が挿入され、必要に応じて溶接されて接続されている。
従って、内部リード棒２４の外径は、連結用コイル２２の内径と適合するものとされる。
【００１７】
内部リード棒２４は、例えばタングステン線により形成され、その基端部は、ピンチシール部に埋設された金属箔に接続されている。この内部リード棒２４にはガラス片２７が固着され、このガラス片２７に保持されたアンカー２５によって第１フィラメント２０の途中部が支持され、またアンカー２６によって、第１フィラメント２０と第２フィラメント２１との接続部が支持されている。
【００１８】
以上のような構成の発光フィラメントを具えてなる一端封止型白熱電球によれば、これを点灯させると、第１フィラメント２０および一対の第２フィラメント２１が発光し、各々のコイル（第１フィラメント２０ではダブルコイル）のコイル軸から遠ざかる全ての方向（以下、「コイル軸の全周方向」という。）に大きな強度で光が放射される。
然るに、ダブルコイル状の第１フィラメント２０のコイル軸方向（第１フィラメント２０の延長方向）の位置には、第１フィラメント２０の２次コイルの径方向に伸びる一対のシングルコイル状の第２フィラメント２１が配置され、当該第２フィラメント２１からはそのコイル軸の全周方向に放射される光が第１フィラメント２０のコイル軸の方向に向かうため、当該方向における光の強度が増大する。
このように、第１フィラメント２０の光強度が小さい方向である第１フィラメントコイル２０のコイル軸の方向（第１フィラメント２０の延長方向）に第２フィラメント２１よりの光が放射されるため、ガラスバルブの全周方向において均質性の高い強度分布で光を放射することができる。
【００１９】
以上、本発明を具体的な例に基づいて説明したが、本発明においては、種々の変形を加えることができる。例えば、第２フィラメント２１のコイル形状（コイル内径、コイルピッチなど）は、第１フィラメント２０の１次コイルのコイル形状と異なっていてもよく、第１フィラメント２０の２次コイルの内径の大きさなどに応じて形成することができる。同様に、連結用コイル２２のコイル形状も、第１フィラメント２０の１次コイルのコイル形状と同一である必要はなく、内部リード棒２４の外径に応じた形状のコイルとすることができるが、第１フィラメント２０、第２フィラメント２１および連結用コイル２２は、その全体が一体のフィラメント用素線から形成されることが好ましい。
【００２０】
また、第２フィラメント２１は、ガラスバルブの管軸と平行に配設されることが必須のことではなく、第１フィラメント２０のコイル軸と直角に近い角度で交わる平面内において、すなわち、ガラスバルブの管軸に対して傾斜した状態で配設されていてもよい。
ここで、第２フィラメント２１が良好な側方発光部として寄与するためには、当該第２フィラメント２１は、第１フィラメント２０のコイル軸と９０°± ３０°の範囲内の角度で交わる平面内に配設されることが好ましい。
【００２１】
さらに、第２フィラメント２１は、第１フィラメント２０のコイル軸の方向（第１フィラメント２０の延長上の位置）の光の強度を増大できるものであれば、その形状が制限されるものではなく、例えば図３に示されるように「く」字形状であっても、図４に示されるように「Ｎ」字形状であってもよく、図５に示されるように第１フィラメント２０の２次コイルの外径より短いものであってもよい。
また、図２〜５に示したように、第２フィラメント２１が必ずしも一体である必要はなく、同一または異なる形状の２個以上のシングルコイルから第２フィラメント２１が構成されてもよい。
【００２２】
以上のような本発明の一端封止型白熱電球は、例えば凹面反射鏡と組み合わせられてスポットライトなどの照明装置が構成される。この照明装置によれば、光源である一端封止型白熱電球より放射された光が所望の方向へ投射されると共に、当該一端封止型白熱電球からは、そのガラスバルブの全周方向において均質性の高い強度分布の光が放射されるので、当該照明装置より投射される光による被照射領域の照度が均一化され、均質性の高い照明を達成することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明がこれによって、制限されるものではない。
＜実施例＞
図１に示された構成の発光フィラメントを具える本発明の一端封止型白熱電球を作製した。
この一端封止型白熱電球における仕様は、定格電圧１００Ｖ、定格電力２ＫＷであり、発光フィラメントは、素線径０．４ｍｍのタングステン線を巻回して得られる内径が１．５ｍｍのコイル材を用いて作製され、第１フィラメント２０の２次コイル外径が９．０ｍｍ、長さが１６ｍｍ、第２フィラメント２１の長さは１１ｍｍである。内部リード棒２４としては、外径が１．５ｍｍのタングステン線を用いた。
【００２４】
このような一端封止型白熱電球を点灯させ、ダブルコイル状の第１フィラメントの２次コイルのコイル軸を含むガラスバルブの管軸に対して直角な平面内において、一端封止型白熱電球からの離間距離が１ｍの位置における照度の測定を一端封止型白熱電球の全周について実施した。照度計としては、照度計「デジタル照度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いた。
得られた照度分布図を図６に示す。この図では、一端封止型白熱電球の正面方向が０°、第１フィラメントの２次コイルのコイル軸の方向が９０°と２７０°である。また、得られた測定値の最高値を１００％として、他の測定値を相対的に表した。
【００２５】
本発明の一端封止型白熱電球によれば、図６から明らかなように、ダブルコイル状の第１フィラメントの２次コイルの軸方向である９０°と２７０°の方向の照度が大きく増加しており、ガラスバルブの全周方向における光の均質性が高いものとなっていることが理解される。
【００２６】
図１１に示すように、上記の実施例に係る一端封止型白熱電球を、スライド投影用のスポット照明装置「エフェクトスポットライト」（アールディエス（株）社製）における楕円形状のリフレクタ３１に組み込んだ。図は、このスポット照明装置により形成される照明領域の照度の測定についての説明用平面図であり、一端封止型白熱電球の発光フィラメント３０は、そのダブルコイル状の第１フィラメントの２次コイルの軸が水平方向に伸びる状態で配設されている。
そして、当該一端封止型白熱電球を点灯させ、スライドフィルムを固定する枠であるスライドマスク３２の長方形のマスクアパーチュア３２Ａを透過した光を、投影レンズ３３を介して、当該投影レンズ３３からの離間距離が４ｍの位置に設置されたスクリーンＳの表面上に投射し、このスクリーンＳの表面における照明領域３５（縦２２００ｍｍ、横３０００ｍｍ）における照度を、照度計「デジタル照度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いて測定した。
ここで、スライドマスク３２のマスクアパーチュア３２Ａは、ダブルコイル状の第１フィラメント３０の２次コイルの軸方向に沿った横方向の幅が１０８ｍｍ、当該２次コイルの軸に直交する縦方向の幅が８１ｍｍである長方形であり、光軸Ｌが長方形のマスクアパーチュア３２Ａの中点を通過する状態に設けられ、照明領域３５は、光軸ＬとスクリーンＳの表面とが交わる中心点Ｃを中心とする領域に形成された。
また、第２フィラメント２１が除去されたこと以外は全く同様の構成を有する対照用の一端封止型白熱電球を用いた場合についても、同様の測定を行った。
【００２７】
図１２は、照明領域３５における２次コイルの軸方向（横方向）における照度分布図であり、図１３は、照明領域３５における２次コイルの軸に直交する方向（縦方向）における照度分布図である。
これらの図では、本発明の一端封止型白熱電球の場合の測定結果が実線で、対照用の一端封止型白熱電球の場合の測定結果が一点鎖線で表されている。各々の図において、距離を示す横軸上の基準位置は、中心点Ｃの位置である。
【００２８】
図１２および１３から明らかなように、本発明の一端封止型白熱電球を具えた照明装置によれば、照明領域３５上の中心点Ｃから離れることに伴う照度の減少の程度が小さく、照明領域３５における照度の均一化が高いことが理解される。一方、対照用の一端封止型白熱電球を具えた照明装置によれば、照明領域３５の中心点Ｃから離れるに従って照度が大きく低下し、投影面３５における照度が非常に不均一であることが明らかである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の一端封止型白熱電球によれば、発光フィラメントが、ダブルコイル状の第１フィラメントとシングルコイル状の一対の第２フィラメントとよりなり、第２フィラメントが、各々、第１フィラメントの２次コイルのコイル軸方向の両側の位置において当該第１フィラメントの２次コイルの径方向に伸びる構成とされていることにより、一対の第２フィラメントが側方発光部として寄与し、第１フィラメントのコイル軸方向に光が放射されるため、バルブの管軸に対して直角な平面内の全周方向において強度分布の均質性の高い照明を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる発光フィラメントの一例の構成を示す説明用正面図である。
【図２】図１の構成における発光フィラメント部分を示す部分側面図である。
【図３】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の発光フィラメントの部分側面図である。
【図４】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の発光フィラメントの部分側面図である。
【図５】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の発光フィラメントの部分側面図である。
【図６】図１の構成を有する発光フィラメントを具える一端封止型白熱電球の照度分布図である。
【図７】従来の一端封止型白熱電球の一例を示す説明図である。
【図８】図７の構成における発光フィラメント部分を示す部分拡大図である。
【図９】図７の一端封止型白熱電球を矢印Ａの方向から見た説明図である。
【図１０】図８の構成を有する発行フィラメントを具える投影面における一端封止型白熱電球の照度分布図である。
【図１１】スポット照明装置により形成される照明領域の照度の測定についての説明用平面図である。
【図１２】照明領域の横方向の照度分布図である。
【図１３】照明領域の縦方向の照度分布図である。
【符号の説明】
１０ ガラスバルブ
１１ ピンチシール部
１２ 排気管残部
１４ フィラメントコイル
１５ 内部リード棒
１６ ガラス片
１７ アンカー
１８ セラミックベース
１９ リードピン
２０ 第１フィラメント
２１ 第２フィラメント
２２ 連結用コイル
２３ 素線部
２４ 内部リード棒
２５ アンカー
２６ アンカー
２７ ガラス片
３０ 発光フィラメント
３１ リフレクタ
３２ スライドマスク
３２Ａ マスクアパーチュア
３３ 投影レンズ
３５ 照明領域
Ｌ 光軸
Ｃ 中心点
Ｓ スクリーン

Claims (1)

1. 一端にピンチシール部が形成されたバルブを具え、前記ピンチシール部からバルブ内に伸びる一対の内部リード棒によって発光フィラメントが保持された一端封止型白熱電球において、
   前記発光フィラメントは、２次コイルのコイル軸がバルブの管軸に対して直交する方向に伸びる、１次コイルを更にコイル状に巻回したダブルコイル状の第１フィラメントと、当該第１フィラメントの両端に各々の一端が接続された一対の、フィラメント用素線をコイル状に巻回した第２フィラメントとよりなり、
   当該第２フィラメントの各々は、第１フィラメントの２次コイルのコイル軸方向の両側の位置において当該第１フィラメントの２次コイルの径方向に伸び、かつ当該第２フィラメントの他端が前記内部リード棒に接続されていることを特徴とする一端封止型白熱電球。

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